Tribologie
Untersuchungen
Tribologische Untersuchungen dienen der Analyse und Optimierung von Reibungs-, Verschleiß- und Schmierungsprozessen zwischen beweglichen Oberflächen. Diese Untersuchungen sind entscheidend für das Verständnis und die Verbesserung der Lebensdauer, Effizienz und Zuverlässigkeit von Maschinen und Bauteilen. Tribologie, als Wissenschaft der Reibung, des Verschleißes und der Schmierung, hat Anwendungen in vielen Bereichen, darunter Maschinenbau, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung und Medizintechnik.
Wir führen als Steinbeis-Transferzentrum Tribologische Untersuchungen als Dienstleistung durch.
Untersuchungsmethoden
REIBUNGSKOEFFIZIENT BESTIMMEN
Um den Reibungskoeffizienten eines Werkstoffes zu bestimmen, wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft auf einen Grundkörper gedrückt und translatorisch oder rotatorisch bewegt. Dabei wird die Tangentialkraft (Reibungskraft) gemessen und aus ihrem Verhältnis zur Normalkraft der Reibungskoeffizient bestimmt. Der Reibungskoeffizient, auch Reibwert genannt, gibt an, wie groß der Widerstand ist, wenn zwei Bauteile unter Last relativ zueinander bewegt werden.
REIBWERT SCHRAUBE ERMITTELN
Die Ermittlung der Reibungszahl von Schrauben (Gewinde, Kopfauflage, Mutterauflage) wird mit einer speziell für Schraubverbindungen entwickelten Prüfmaschine durchgeführt. Die Messungen können unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt werden, um die realen Einsatzbedingungen nachzubilden.
ABRIEBFESTIGKEIT PRÜFEN
Die Abriebfestigkeit eines eines Werkstoffes oder einer Beschichtung gegen mechanische Beanspruchung wird im Abriebtest geprüft. Diese Prüfung ist in vielen Bereichen wichtig, da sie Aufschluss über die Haltbarkeit und Lebensdauer von Beschichtungen unter realen Einsatzbedingungen gibt. Zur Prüfung der Abriebfestigkeit wird ein Prüfkörper mit einer definierten Normalkraft translatorisch oder rotatorisch über das zu prüfende Material bewegt und nach einer bestimmten Anzahl von Lastwechseln das Verschleißvolumen messtechnisch bestimmt.
OBERFLÄCHENMESSUNG
Die Oberflächenmessung dient dazu, die Mikrostrukturen einer Oberfläche zu erfassen und durch Kenngrößen quantitativ zu bewerten. Die Mikrostrukturen einer Oberfläche werden idealerweise durch optische Messungen erfasst, z.B. durch Weißlichtinterferometrie, Konfokalmikroskopie und konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie.
HÄRTEPRÜFUNG
Die Härteprüfung ist eines der am häufigsten verwendeten Prüfverfahren der Materialprüfung. Bei der Härteprüfung wird die Härte als Eindringwiderstand gegen einen Prüfkörper bestimmt. Als Messgröße für die Makrohärte dient verfahrensabhängig die Größe des bleibenden Abdruckes des Prüfkörpers (Vickers, Knoop, Brinell), die Eindringtiefe (Rockwell, Super Rockwell) oder der Kraft-Weg-Verlauf (Mikrohärteprüfung, Nanoindentation).
Wozu dienen tribologische Untersuchungen?
- Reduktion von Verschleiß: Durch die Untersuchung von Materialpaarungen und deren Verhalten unter Belastung können Materialien und Beschichtungen entwickelt werden, die weniger verschleißen und somit länger halten.
- Optimierung der Schmierung: Schmierstoffe spielen eine entscheidende Rolle in der Tribologie. Untersuchungen helfen dabei, die richtigen Schmierstoffe für spezifische Anwendungen zu finden, um Reibung und Verschleiß zu minimieren.
- Erhöhung der Energieeffizienz: Reibungsverluste führen zu einem höheren Energieverbrauch. Durch die Optimierung tribologischer Systeme kann der Energiebedarf von Maschinen und Geräten gesenkt werden.
- Verbesserung der Oberflächenstruktur: Die Oberflächenbeschaffenheit hat einen großen Einfluss auf Reibung und Verschleiß. Tribologische Untersuchungen ermöglichen es, Oberflächen so zu gestalten, dass sie den spezifischen Anforderungen besser entsprechen.
- Vermeidung von Bauteilversagen: Verschleiß und Reibung können zum Ausfall von Bauteilen führen. Durch tribologische Untersuchungen können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und Lösungen entwickelt werden.